筒式钢球磨煤机（简称球磨机）对烟煤、无烟煤、褐煤及贫煤均可磨制，特别是对“三块”（木块、石块、铁块）不敏感，这是其它磨煤机无法比拟的。因此，无论国内还是国外，球磨机至今仍是火电厂制粉系统的关键设备，也广泛用于水泥生产、选矿和化工等行业。近年来，DTM350/600型球磨机端盖发生多起断裂事故，造成重大经济损失，引起生产厂家、用户和主管部门的高度重视。为解决端盖断裂问题，先对原端盖进行了有限元分析。根据分析结果和建议，生产厂家重新设计并为用户更换了新端盖。之后，对新端盖的静应力和动应力进行有限元分析，并在陡河发电厂进行了动应力实验测定。拟根据测试结果，求出满载时的最大差值动应力，并和有限元计算结果进行比较，在此基础上，对新端盖的强度进行了分析，以确定其安全系数，供生产厂家和用户参考。
1、端盖动应力计算
1.1有限元计算模型
将球磨机视为由端盖及简体组成的回转壳体，视端盖、简体、衬板及螺旋管（简称结构）的重力及磨介重力为重力载荷，匀速转动中因结构及磨介的惯性而产生的载荷视为离心载荷。不计齿轮传动及轴承的磨擦力，在重力载荷及离心载荷共同作用下产生的应力视为端盖的动应力。考虑对称性，用位于中间位置的横向对称面及位于竖直方向的壳体纵向对称面截取壳体的1/4建立有限元计算模型，如图1所示。计算在586微机上进行，使用Super SAP大型有限元综合分析软件。
1.2有限元计算结果
取磨介装填重量分别为0t、20 t、40 t及60 t（满载），在重力载荷及离心载荷共同作用下分别对端盖的动应力进行计算。计算结果表明，4种工况下最大应力点均位于轴颈根部（过渡圆角部位）下方，满载时最大相当应力为53.10 MPa。满载时与该点处丁同一环向线上各点的相当应力值如表1所示（0°为最大应力点）。
由表1可以看出，最小动应力发生在67.55°，为3.16 MPa。表1中的应力值亦可看作最大应力点在旋转过程中处于不同位置时的相当应力值。因此，最大差值动应力为49.94 MPa(最大动应力与最小动应力之差)。
2、端盖动应力的现场实测
由丁球磨机工作条件恶劣，用接触式测定法难于保证精度，采用非接触式，即遥测法对端盖的动应力进行测量。遥测工作委托原机械工业部机械科学院遥测室协助，在陡河电厂7丙磨上进行。
为了测得端盖的实际应变（应力），需要在其不受任何载荷时贴好应变计，这很难做到。因为即使将磨介全部取出，结构的自重仍然存在。由于陡河电厂的大力配合，加上7丙磨正好更换新端盖，在落罐前（将整个球磨机支起）就将应变计贴好，因此测得的数据较真实。
端盖过渡圆角部位应变测定采用电阻应变计，即应变花为传感器。应变花由三枚电阻应变片组成，如图2所示。
实验测定先后进行了端盖的静应变测定和动应变测定。静应变测定在落罐完成时进行，动应变测定分别在球磨机空载试运行、半载试运行和满载试运行时进行。
根据测得的应变值，通过计算，满载时最大差值动应力为53.32 MPa，与前述按有限元计算确定的最大差值动应力相比高6.38 MPa，考虑实测中，磨介装填量未能精确测定，计算值与实测值可以认为吻合程度较好。
3、端盖安全系数的确定
3.1 材料的疲劳极限
根据计算和实测结果，可以认为球磨机端盖为在交变应力作用下工作的构件。考虑由简体自重（包括衬板）引起的静应力很小(不超过6.24 MPa)，其循环特性可看作对称循环。根据JB1406-74，球磨机进出料端盖材料应符合ZG270 - 500(旧牌号为ZG35)铸钢件的规定，要求端盖为I级铸件，主要力学性能见表2。
4、结束语
新设计制造的DTM350/600球磨机端盖至今安全运行（1995年7月投入运行）。以每年工作8 000 h计算，应力循环次数己超过5×107（球磨机转速为17.6 r/min），即己超过测定疲劳极限的应力循环次数N。= 107。这表明分析是正确的。若端盖制造时符合有关技术要求，保证铸件质量和加工精度，新端盖满足强度条件。用户只要按操作规程运行，不会发生断裂事故。
三门峡富通新能源销售球磨机、雷蒙磨、雷蒙磨粉机、雷蒙磨配件等设备。
